Vulkani su tisućama godina zaslijepili ljude, ostavljajući čitave gradove na nahođenju njihovih razornih erupcija. Ali u usporedbi s drugim oblicima prirodne katastrofe, vulkani zapravo nude različite tihe tragove koji vode do njihovog uništenja. Sada, novi razvoj sustava za praćenje vulkana omogućuje znanstvenicima da preciznije isfuraju, prognoziraju i planiraju erupcije nego ikad prije.
Povezani sadržaj
- Kako zemljotresi i vulkani otkrivaju otkucajno srce planete
"Sada smo u mogućnosti staviti precizne instrumente na vulkane kako bismo pratili vrste plinova koji se emitiraju, a to nam daje pojma gdje se magma nalazi u sustavu", kaže Marie Edmonds, vulkanologica sa Sveučilišta u Cambridgeu, koja djeluje među zapaljenim vulkanima već oko 15 godina. "Možemo vidjeti trendove u podacima koji se odnose na erupcije, koje će se tek dogoditi."
Edmonds je dio međunarodne grupe koja se zove Deep Carbon Observatory koja radi na postavljanju novorazvijenih senzora plina na 15 od 150 najaktivnijih vulkana na Zemlji do 2019. kako bi poboljšala svoju sposobnost predviđanja različitih vrsta erupcija širom svijeta. Prošlog je tjedna Opservatorij dubokog ugljika objavio interaktivnu vizualizaciju, djelomično podržanu Globalnim programom vulkanizma Institucije Smithsonian, koji omogućava javnosti gledanje vizualizacija povijesnih vulkanskih podataka kako se razvijaju kroz vrijeme.
Vizualizacija također omogućuje gledateljima da prate dalje prilikom postavljanja novih senzora. Ti senzori kontinuirano mjere ugljični dioksid, sumpor dioksid i vodenu paru koji ispuštaju vulkane i postavljaju se u velike kutije i zakopavaju pod zemljom s antenama na površini. Posljednjih godina napredak u elektronici učinio ih je preciznijima i pristupačnijima, što je omogućilo znanstvenicima da ih mnogo učestalije koriste širom svijeta.
Ipak postavljanje ovih senzora na aktivne vulkane nije bez rizika. Istraživači moraju nositi reflektirajuća odijela kako bi zaštitili kožu od prekomjerne topline, a gas maske kako bi zaštitili pluća od pjevanja korozivnih plinova - ponekad nakon pješačenja na velike udaljenosti od udaljenih područja do mjesta. Ali Edmond kaže da potencijalno dobro koje takav posao može učiniti za stanovništvo u riziku čini opasnije dijelove posla vrijednim.
"Sjajno je znati da nešto radite kako biste zapravo pomogli ljudima", kaže Edmonds. "Misliš na ono što radiš, jer je to ponekad opasno, ali ja u tome zapravo uživam."
Vulkanolog Tobias Fischer sa Sveučilišta u Novom Meksiku hoda niz strmi zid kratera snažno raspadajućeg vulkana Gareloi na zapadnim Aleutskim otocima kako bi prikupio uzorak vulkanskog plina. (Taryn Lopez, Sveučilište Aljaske Fairbanks) U posljednjih mjesec dana, istraživači iz Edmondsovog tima pričvrstili su jedan od svojih senzora na dronu i izmjerili emisije iz udaljenog vulkana u Papau Novoj Gvineji u kratkom vremenu, demonstrirajući drugu nedavno razvijenu tehniku koja se koristi za skupljanje snimaka vulkanskih aktivnosti. Kad se prikupe u raznim vrstama vulkana, ovi snimci pomažu znanstvenicima da bolje razumiju složenost aktivnosti koje vode do erupcije. (Ono što dronovi ne mogu učiniti, jesu dugotrajna mjerenja.)
Senzori plina pomažu prognozirati erupcije jer, kako se magma diže, rezultirajući oslobađanjem tlačnih nadzemnih plinova koji se rastvaraju u magmi. Ugljični dioksid se relativno brzo raspršuje, a kako se magma smanjuje, sumporni dioksid počinje ispuštati van. Istraživači koriste omjer ova dva plina kako bi utvrdili koliko se magma približava zemljinoj površini i koliko može biti neposredna erupcija.
Kako se magma diže, ona se također gura kroz stijenu u kore i uzrokuje sitne potrese koje obično ljudi ne osjećaju gore, ali ih se može otkriti osjetljivom seizmičkom opremom. Edmondosov tim često spaja plinske senzore sa seizmičkim stanicama i koristi podatke u tandemu za proučavanje vulkana
Robin Matoza, istraživač sa Kalifornijskog sveučilišta u Santa Barbari koji nije uključen u Edmondovo istraživanje, slaže se da je tehnološki napredak posljednjih godina drastično poboljšao sposobnost istraživača da razumiju unutarnje djelovanje vulkana i ponašanje koje dovodi do erupcije. Na mjestima gdje je njegov tim nekoć imao samo nekoliko seizmičkih stanica, sada mogu instalirati 10 ili više zbog manje veličine i veće pristupačnosti tehnologije. Mogućnost računanja prikupljenih podataka poboljšana je i posljednjih godina, kaže Matoza.
"Sada smo lako u stanju pohraniti seizmičke podatke vrijedne godine samo na mali flash pogon", kaže Matoza, koji proučava seizmičke signale koje su vulkanima ispuštali prije erupcija. "Tako da lako možemo zatražiti te velike podatke i saznati više o procesima koji se nalaze u njima."
Istraživači u timu Marie Edmond pripremaju se za slijetanje svog bespilotnog letelice nakon leta kroz plinovit vulkan Ulawun u Papau Novoj Gvineji. Tijekom leta, instrumenti montirani na dronu izmjerili su omjere plina u plinovu. (Kila Mulina, Opservatorij vulkana Rabaul, Papua Nova Gvineja) Da bi dodali podatke o plinu i seizmičkoj siri u širem opsegu, istraživači koriste satelite za proučavanje erupcija odozgo. Vulkanolozi u opservatoriju vulkana Aljaske u Anchorageu i Fairbanksu redovno prikupljaju ovaj skup podataka o plinu, seizmičkim i satelitskim podacima, prateći otprilike 25 vulkana širom države i nude rana upozorenja stanovnicima.
Na primjer, objavili su niz upozorenja u mjesecima koji su do erupcije planine Redbout 2009., oko 110 milja (180 km) jugozapadno od Anchoragea. Oni također blisko surađuju s Federalnom upravom za zrakoplovstvo kako bi pomogli u otkrivanju opasnosti od zrakoplovstva tijekom erupcija.
S vremenom se istraživači slažu da će sateliti postati sve korisniji u prikupljanju podataka u velikim regijama. Ali trenutno su sateliti manje precizni i nisu toliko pouzdani kao ostali alati, dijelom zato što ne prikupljaju podatke tako brzo i ne funkcioniraju dobro tijekom oblačnog vremena.
"Možete imati satelitski prolaz nad vulkanom i to može biti zamračeno oblacima", kaže Matt Haney, vulkanolog u opservatoriju vulkana na Aljasci. "Zamišljam da će se u budućnosti pojaviti novi sateliti koji će biti još snažniji."
Unatoč izazovima ovog rada, Edmonds kaže da je lako predvidjeti vulkanske erupcije nego neke druge opasnosti zbog niza znakova upozorenja koji su prethodili erupcijama u usporedbi s određenim potresima i drugim naglim katastrofama. I dok istraživači možda neće biti u stanju predvidjeti točan dan ili sat da će se erupcija još dogoditi, tehnologija koja brzo napreduje pomiče ih u tom smjeru.
"Više instrumenata i više senzora samo pridonose našem alatu", kaže Edmonds. "Mi smo jedan korak bliže."
